超聲彈性成像對甲狀腺良惡性結節(jié)鑒別診斷的研究進展

馬慧娟，楊敬春

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·臨床診療提示·

超聲彈性成像對甲狀腺良惡性結節(jié)鑒別診斷的研究進展

馬慧娟，楊敬春

常規(guī)超聲對甲狀腺良惡性結節(jié)的鑒別診斷存在一定難度，超聲彈性成像可根據(jù)結節(jié)組織之間的硬度差異來鑒別其良惡性，彌補了常規(guī)超聲的不足。超聲彈性成像包括瞬時超聲彈性成像、實時超聲彈性成像(RTE)、聲脈沖輻射力成像(ARFI)和實時剪切波彈性成像(SWE)，本文對以上幾種方法對甲狀腺良惡性結節(jié)鑒別診斷的應用價值及研究進展進行綜述。

彈性成像技術；甲狀腺結節(jié)；診斷，鑒別

馬慧娟，楊敬春.超聲彈性成像對甲狀腺良惡性結節(jié)鑒別診斷的研究進展[J].中國全科醫(yī)學，2015，18(11)：1307-1310.[www.chinagp.net]

Ma HJ，Yang JC.Advances of ultrasound elastography in differential diagnosis of benign and malignant thyroid nodules[J].Chinese General Practice，2015，18(11)：1307-1310.

由于超聲技術的快速發(fā)展及臨床的廣泛應用，近年來甲狀腺結節(jié)的發(fā)現(xiàn)率逐漸升高，而甲狀腺癌發(fā)病率的上升幅度成為所有癌癥發(fā)病率上升幅度之首[1]，因此甲狀腺結節(jié)的良惡性鑒別診斷至關重要。常規(guī)超聲是臨床診斷甲狀腺結節(jié)的首選方法，敏感性高，但對結節(jié)的定性診斷仍存在一定難度，尚不能滿足臨床的需要。

超聲彈性成像技術可根據(jù)不同組織間的硬度差異來鑒別其良惡性，彌補二維超聲不能反映組織硬度的不足。甲狀腺結節(jié)的硬度與其組織病理學密切相關，良性結節(jié)內(nèi)濾泡和膠質(zhì)成分較多，硬度低；而惡性結節(jié)的中心有較多纖維血管間質(zhì)成分，并常見沙粒樣鈣化小體，組織硬度相對增加[2]，這是彈性成像對結節(jié)定性診斷的病理基礎。超聲彈性成像的概念最早于1991年由Ophir等[3]提出，2005年起應用于甲狀腺組織[4]，國內(nèi)外研究表明其在良惡性病變的鑒別診斷中具有重要價值。

超聲彈性成像包括瞬時超聲彈性成像、實時超聲彈性成像(RTE)、聲脈沖輻射力成像(ARFI)和實時剪切波彈性成像(SWE)，目前已應用于乳腺、甲狀腺和前列腺等病灶的檢查，本文對超聲彈性成像在甲狀腺結節(jié)鑒別診斷中的研究進展綜述如下。

1 RTE

RTE又稱為靜態(tài)彈性成像，其原理是根據(jù)人體不同組織的彈性系數(shù)不同，施加外力后其應變也不同，采集被檢組織某時間段內(nèi)各片段的應變率信號，使用自相關分析法，以灰階或彩色編碼疊加在二維超聲圖像上反映被檢組織的硬度。甲狀腺結節(jié)位置表淺，超聲探頭可以直接對其施加壓力，易獲得彈性聲像圖。

1.1 RTE對甲狀腺結節(jié)評價的有效指標

1.1.1 超聲彈性評分(ES) 超聲彈性圖中，組織的硬度大小用彩色編碼代表，綠色表示平均硬度，紅色表示相較平均硬度軟(彈性好)，藍色表示相較平均硬度硬(無彈性)。目前國內(nèi)外尚無統(tǒng)一的評分標準，多應用Rago等[5]提出的5分法(見圖1)和Asteria等[6]提出的4分法(見圖2)。Rago等[5]認為，結節(jié)的彈性評分≥4分高度懷疑為惡性，≤3分考慮為良性，診斷靈敏度、特異度、陽性預測值和陰性預測值分別為97%、100%、100%和98%。Asteria等[6]提出的4分法中，≥3分疑為惡性結節(jié)，具有較高的診斷靈敏度(94.1%)、特異度(81.0%)和準確性(83.7%)。叢淑珍等[7]對184個甲狀腺結節(jié)行彈性評分，根據(jù)病灶區(qū)的不同顏色將彈性圖像評為0～4分：病灶區(qū)成分主要為囊性時，彈性圖像呈紅藍相間或藍綠紅相間(Blue-Green-Red sign，BEG sign)，評為0分，病灶與周圍組織呈均勻的綠色評為1分，病灶以綠色為主、邊緣為藍色評為2分，病灶區(qū)主要為藍色，呈藍綠雜亂相間分布評為3分，病灶區(qū)全部為藍色評為4分；以病理結果為金標準，顯示彈性評分≥3分高度懷疑為惡性，其靈敏度、特異度及準確性較高(分別為85.71%、84.50%及84.78%)。

以往許多研究表明，彈性成像聯(lián)合二維超聲有助于甲狀腺結節(jié)的鑒別診斷，然而尚不能取代二維超聲在診斷中的作用[8]。Shweel等[9]研究表明，彈性評分聯(lián)合二維超聲診斷惡性結節(jié)的靈敏度、特異度、準確性和陽性預測值均較高，分別為95.4%、94.8%、82.3%和98.8%，顯著優(yōu)于二者單獨診斷；但彈性成像單獨診斷的靈敏度和陽性預測值均低于二維超聲。

注：a=病變區(qū)全部有彈性，1分；b=病變區(qū)大部分有彈性，2分；c=僅在病變區(qū)邊緣有彈性，3分；d=病變區(qū)完全沒有彈性，4分；e=病變區(qū)及周圍組織沒有彈性，5分

圖1 5分法評價超聲彈性

Figure 1 5 points evaluation for ultrasound elastography

注：a=病變區(qū)全部有彈性，1分；b=病變區(qū)大部分有彈性，2分；c=病變區(qū)大部分硬度大，3分；d=病變區(qū)完全沒有彈性，4分

圖2 4分法評價超聲彈性

Figure 2 4 points evaluation for ultrasound elastography

1.1.2 應變率比值(SR) SR是一種評估組織相對硬度的半定量方法，通過比較同側(cè)周圍的感興趣區(qū)正常甲狀腺組織(ROI B)與病變區(qū)(ROI A)的相對硬度得出：SR值越高，結節(jié)的質(zhì)地較周圍的正常組織越硬。國內(nèi)外研究表明，SR鑒別診斷甲狀腺結節(jié)具有較高的靈敏度和特異度，但處于初步研究階段，相對應的最佳診斷分界點相差較大。Cantisani等[10]將SR>2作為良、惡性結節(jié)的分界點，診斷靈敏度、特異度、陽性預測值和陰性預測值分別為97.3%、91.7%、87.8%和98.2%。Xing等[11]繪制ROC曲線得出，良、惡性結節(jié)的診斷分界點為3.79時，曲線下面積(AUC)為0.92，準確性較高，靈敏度、特異度分別為97.8%、85.7%。

SR測量時，參照區(qū)要選擇與病灶深度相同、顯示均勻綠色的正常甲狀腺組織；當參照區(qū)為紅色或藍色時，SR值相應變大或變小，假陽性率或假陰性率隨之增加。而ROI A值是直接反映病灶形變大小的量化指標，形變較小的病灶質(zhì)地較硬，形變較大的病灶質(zhì)地較軟，不會出現(xiàn)上述問題。梁婷等[12]對229個甲狀腺結節(jié)術前行超聲彈性成像檢查，計算SR和ROI A值，以病理結果為金標準，研究表明，SR、ROI A值最合適的診斷分界點分別為2.5、0.001 8，并且ROI A值的診斷靈敏度、特異度、準確性較SR均有所提高。

1.1.3 超聲彈性面積比值法(EIAR) EIAR是指病灶的彈性成像圖面積與相應的二維灰階成像圖面積的比值。甲狀腺惡性結節(jié)的生長方式多呈浸潤性，累及周圍組織，而良性結節(jié)則多呈膨脹性，其周圍組織無明顯浸潤。國外研究顯示，甲狀腺惡性結節(jié)的彈性成像圖的面積較二維聲像圖的面積明顯增大，而良性結節(jié)的彈性成像圖面積與二維聲像圖的面積基本一致[4]，表明EIAR可以通過反映結節(jié)周圍組織受浸潤的情況，來間接評價結節(jié)的硬度信息。國內(nèi)研究發(fā)現(xiàn)，以EIAR≥1.23為甲狀腺惡性結節(jié)的診斷分界點，診斷靈敏度、特異度分別為85.7%、74.0%[13]。此外，南彩玲等[14]研究發(fā)現(xiàn)，以EIAR≥1.52為良惡性結節(jié)的鑒別診斷分界點，對應ROC AUC為0.996，診斷準確性高于ES法(ROC AUC為0.891)。當部分甲狀腺良性結節(jié)內(nèi)部伴有鈣化、纖維化等硬度較大的成分時，ES易造成誤診，但良性結節(jié)周圍組織無浸潤，此時結合EIAR法可以避免。此外，對于部分質(zhì)地較軟的惡性結節(jié)(如濾泡癌等)，ES易造成漏診，而EIAR可反映腫瘤組織的浸潤性生長特點，能夠相對正確診斷。但是對于原位癌，由于其周圍組織無浸潤，EIAR可造成漏診。筆者認為EIAR可以作為ES的有效補充，在良惡性結節(jié)的鑒別診斷方面具有重大潛能。目前國內(nèi)外對EIAR的研究較少，有待進一步的研究證實。

1.2 RTE檢測的影響因素 影響RTE檢測的因素如下：(1)ES標準與操作者的經(jīng)驗和主觀判斷有關；(2)病灶大小的影響，直徑在2 cm內(nèi)的結節(jié)，彈性成像效果佳；而直徑為2 cm以上的較大病灶，探頭加壓時受力不均，病灶周邊也缺少正常組織作對比，彈性效果較差[15-16]；(3)病灶位置的影響，如結節(jié)靠近甲狀腺后被膜，所受壓力被其前方甲狀腺及軟組織緩沖，使受壓后形變量減小，易誤診為惡性；此外，近峽部病灶受氣管軟骨的限制導致受力不均，甲狀腺下極的病灶受其后方鎖骨的影響，靠近前被膜的病灶由于位置表淺，誤診可能性較大；(4)病灶病理特點的影響，良性結節(jié)內(nèi)部含有較多鈣化、出血機化或炎性結節(jié)纖維化時，RTE有一定的誤診率；而濾泡癌、髓樣癌病理特點是纖維成分較少，細胞成分較多，表現(xiàn)質(zhì)地較軟，使ES較低。

2 ARFI

ARFI技術利用聲脈沖輻射力產(chǎn)生強制性內(nèi)應力[17]，在<1 s的短時程內(nèi)聚焦聲脈沖作用于ROI，使其產(chǎn)生瞬時、微米級位移(1～10 μm)，同時發(fā)射聲脈沖序列探測組織的位移變化，而位移的大小與組織的彈性具有相關性，因此可評價組織彈性。ARFI技術分為聲觸診組織成像(virtual touch tissue imaging，VTI)技術和聲觸診組織定量(virtual touch tissue quantification，VTQ)技術。

ARFI技術能定性和定量反映組織硬度特征，目前國內(nèi)外研究主要集中于ARFI在肝臟組織中的應用，對甲狀腺組織的研究較少。

2.1 VTI技術 VTI技術可定性反映組織彈性特征，以組織內(nèi)黑白色所占比例表示相對硬度，黑色多白色少，反映該組織質(zhì)地偏硬、彈性較差；相反則反映該組織質(zhì)地偏軟、彈性較好。何勇等[18]觀察經(jīng)病理證實的77個甲狀腺結節(jié)的VTI圖像特征，將圖像的硬度分為6級：Ⅰ級，病灶區(qū)全部為白色或僅見少許點狀黑色；Ⅱ級：病灶區(qū)大部分為白色，小部分為黑色；Ⅲ級：病灶區(qū)黑白比例相當；Ⅳ級：病灶區(qū)小部分為白色，大部分為黑色；Ⅴ級：病灶區(qū)主要為黑色，僅見少量點狀白色；Ⅵ級：病灶區(qū)全部為黑色；結果表明Ⅳ級及Ⅳ級以上考慮為惡性，診斷靈敏度、特異度及準確性分別為87.5%、91.8%、90.9%。

2.2 VTQ技術 VTQ技術利用相鄰剪切波波峰時間差及波長可以計算剪切波速度(shear wave velocity，SWV)，SWV與組織的彈性平方根成正比，間接反映ROI的彈性。VTQ技術通過SWV值的大小定量反映組織的彈性特征，SWV值越高，組織越硬、彈性越差[19]。Friedrich-Rust等[20]研究表明，將SWV≥3.30 m/s診斷為甲狀腺惡性結節(jié)，VTQ鑒別診斷良惡性結節(jié)的特異度為95%。國內(nèi)研究發(fā)現(xiàn)，甲狀腺惡性結節(jié)的SWV值高于良性結節(jié)，且當SWV診斷分界值是2.35 m/s時，AUC為0.946，診斷惡性結節(jié)的靈敏度、特異度分別為91.1%、82.3%[21]。

2.3 與RTE相比，ARFI的優(yōu)點 ARFI通過超聲波對組織施壓，因此可檢查深部組織；而RTE無法對深部組織施壓，且容易受操作者施壓方式、強度的影響。此外，VTQ技術能量化分析ROI組織的彈性，彌補RTE只能定性或半定量的不足。RTE技術不適用于多發(fā)結節(jié)的評價，而VTQ可定量測定每個結節(jié)的SWV值。

ARFI技術也存在一定局限性：(1)VTQ技術易受被檢查者呼吸運動干擾，檢查時應屏息，且取樣框大小不能調(diào)節(jié)，當結節(jié)的直徑小于取樣框時，所測得的SWV值為結節(jié)及周邊組織的平均值，測定結果出現(xiàn)誤差；(2)由于聲衰減的影響，一般認為VTQ只能準確測量深度<5.5 cm組織的SWV值[22]。

由于ARFI技術獲得的彈性圖是黑白圖，其可能是RTE向SWE發(fā)展的一個中間產(chǎn)物。

3 SWE

SWE技術通過超聲探頭發(fā)射聲輻射脈沖對組織施加激勵，在甲狀腺組織中產(chǎn)生足夠強度的剪切波。由于剪切波在不同組織中的傳播速度不同，儀器通過定量分析系統(tǒng)(Q-BOXTM)根據(jù)剪切波的速度計算出組織的楊氏模量值(kPa)。楊氏模量包括最大值、平均值和最小值，是反映組織硬度的指標之一；楊氏模量值越大，被檢組織越硬，其與剪切波的關系為E=3ρc2(E為楊氏模量，ρ為被檢組織的密度，c為剪切波的傳播速度)。

SWE技術的彈性圖像是彩色編碼后疊加在二維成像圖上形成的，較硬組織呈紅色，較軟組織呈藍色，與ARFI技術的黑白色不同；另外，SWE技術可直接測量楊氏模量值，而ARFI技術測量的是SWV，需進一步計算才能得出楊氏模量值。

國內(nèi)外研究表明，SWE技術對甲狀腺良惡性結節(jié)的鑒別診斷具有重要意義。Veyrieres等[23]以楊氏模量最大值66 kPa為診斷分界點時，診斷靈敏度、特異度分別為80.0%、90.5%。Sebag等[24]測定了146個甲狀腺結節(jié)的楊氏模量值，以楊氏模量最大值65 kPa為最佳診斷分界點，診斷靈敏度、特異度分別為85.2%和93.9%。而付超等[25]認為，楊氏模量平均值的分界值為27 kPa時，診斷靈敏度、特異度、準確性較高(分別為93.2%、81.2%和85.8%)，此楊氏模量值低于上述國外學者，分析原因可能與中西方人群組織結構的差異或取樣框選取的方式不同有關，還有待進一步研究。

作為最新的彈性成像技術，SWE具有以下優(yōu)點[24]：(1)SWE操作簡單，無需對病變組織施壓，有效避免了因手動施壓等人為因素對結果造成的影響，具有良好的可重復性；(2)SWE可通過測量結節(jié)的楊氏模量值，可直接量化并客觀顯示結節(jié)內(nèi)部成分的硬度，因此，提供了研究甲狀腺多發(fā)結節(jié)(周邊缺少正常組織)及彌漫性甲狀腺病變伴惡性結節(jié)的可能；(3)一些小結節(jié)以及周圍缺少正常組織作對照的大結節(jié)(>3 cm)，RTE評價效果差，SWE通過測定楊氏模量值，評價其性質(zhì)；(4)可鑒別組織內(nèi)質(zhì)地較軟的膠質(zhì)濃縮和硬度大的微鈣化。

Slapa等[26]研究表明,SWE鑒別診斷甲狀腺良惡性結節(jié)的準確性較RTE更高，但SWE的臨床診斷價值尚處于研究中，還需要大樣本、多中心研究進一步證實。

SWE亦存在一定局限性。黃炎等[27]認為病灶位于峽部或緊鄰(突出)腺體邊緣、內(nèi)部含鈣化等因素可能會對病灶的彈性模量值產(chǎn)生影響，造成誤診。

SWE可直接、定量反映甲狀腺結節(jié)的硬度，為結節(jié)的良惡性鑒別診斷提供了一個有價值的、更為客觀的診斷手段。

4 總結與展望

綜上所述，超聲彈性成像能無創(chuàng)地提供組織的硬度信息，可作為有效的輔助手段彌補常規(guī)超聲的不足，被稱為繼A、B、D、M型之后的E型超聲模式。聯(lián)合應用常規(guī)超聲、超聲造影、超聲彈性成像、細胞穿刺抽吸(FNA)技術，對甲狀腺結節(jié)進行多模態(tài)診斷是未來的發(fā)展趨勢。此外，SWE作為最新的超聲彈性成像技術，有望對甲狀腺濾泡癌及甲狀腺多發(fā)結節(jié)提供診斷標準，具有廣闊的應用前景。

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(本文編輯：賈萌萌)

Advances of Ultrasound Elastography in Differential Diagnosis of Benign and Malignant Thyroid Nodules

MAHui-juan，YANGJing-chun.

DepartmentofUltrasound，XuanwuHospitalCapitalMedicalUniversity，Beijing100053，China

There are some difficulties in differential diagnosis of benign and malignant thyroid nodules in conventional ultrasound.Ultrasound elastography has been applied to study the stiffness/elasticity of nodules to differentiate malignant from benign lesions.And it makes up for the deficiency of the conventional ultrasound.Ultrasound elastography includes transient elastography，real-time elastography，acoustic radiation force imaging and shear wave elastography.This paper summarizes the application value and research progress of ultrasound elastography in the differential diagnosis of benign and malignant thyroid nodules.

Elasticity imaging techniques；Thyroid nodule；Diagnosis，differential

100053北京市，首都醫(yī)科大學宣武醫(yī)院超聲診斷科

楊敬春，100053北京市，首都醫(yī)科大學宣武醫(yī)院超聲診斷科；E-mail：colalike22@163.com

R 581

A

10.3969/j.issn.1007-9572.2015.11.019

2014-07-20；

2015-01-26)